第七節(jié)閉合電路的歐姆定律公開課教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：（ 1）知道電動(dòng)勢的概念，知道電源的電動(dòng)勢等于外電壓和內(nèi)電壓之和（ 2）理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能熟練地解決有關(guān)的電路問題過程與方法：（ 1）通過具體實(shí)驗(yàn)，感悟探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法（ 2）通過電路問題的分析，感悟邏輯推理的方法情感、態(tài)度、價(jià)值觀：通過教學(xué)示范作用，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索和科學(xué)推理的物理思維品質(zhì)，由此進(jìn)一步認(rèn)識物理思維方法； 通過能力訓(xùn)練， 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的思維品質(zhì)， 能夠變換、創(chuàng)設(shè)問題，從中理性地體會(huì)物理思維方法。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：（ 1）閉合電路的歐姆定律（ 2）路端電壓與電流（外電阻）關(guān)系

2、的公式表示及圖線表示教學(xué)難點(diǎn)：路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系三、課時(shí)安排： 兩個(gè)課時(shí)四、教學(xué)方法演示實(shí)驗(yàn)法、啟發(fā)式法、講練結(jié)合式五、教學(xué)過程實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入 ：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了恒定電流的相關(guān)知識，知道要形成穩(wěn)定的電流導(dǎo)體兩端必須要有穩(wěn)定的電壓。那么這里是誰在提供穩(wěn)定的電壓。生：電源。師：很好，是電源給電路提供穩(wěn)定的電壓， 我們一直認(rèn)為電源兩端的電壓是不變的，我們來看這樣一個(gè)電路，剛開始開關(guān)沒閉合，將電壓表直接接在電源兩端，觀察電壓表上的示數(shù)，然后閉合開關(guān)，小燈泡發(fā)光，再觀察電壓表上的示數(shù)，我們發(fā)現(xiàn)兩次結(jié)果不一樣， 第二次電壓變小了， 這跟我們初中的認(rèn)識不一致， 為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢？那么還有一

3、部分電壓跑到哪里去了呢？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，閉合電路的歐姆定律。新課教學(xué)： 我們說，要研究這個(gè)問題，我們就需要了解電路的結(jié)構(gòu)。我們把由用電器，導(dǎo)線，電源，開關(guān)構(gòu)成的電路叫做閉合電路，也叫全電路，把用電器，導(dǎo)線，開關(guān)叫做閉合電路的外電路，把電源的內(nèi)部叫做閉合電路的內(nèi)電路。W=U I t學(xué)習(xí)必備歡迎下載外電路RISAB內(nèi)電路Er閉合電路當(dāng)我們連接好電路以后， 閉合開關(guān)，電路中就將形成電流， 用電器開始工作，那么這個(gè)時(shí)候電路中電流的方向是什么樣的？生：在外電路中從正極流向負(fù)極，在內(nèi)電路中，從負(fù)極流向正極。師：很好，那沿著電流方向，電勢又是如何變化的呢？學(xué)生可能會(huì)這樣回答： 在外電路中靜電力將

4、正電荷從正極移向負(fù)極， 所以沿著電流方向電勢在降低， 在內(nèi)電路中非靜電力將正電荷從負(fù)極移向正極， 沿著電流方向電勢在升高。這時(shí)教師適當(dāng)提示： 在外電路中是這樣的， 那在內(nèi)電路中， 電勢一直在升高嗎？除了非靜電力還有什么？我們說對于電池來講， 由于只在它的兩端存在化學(xué)反應(yīng)層， 有非靜電力， 在電池內(nèi)部還有靜電力，所以電池的內(nèi)部電勢除了升高，也有一部分的降低。我們知道，在電勢降低和升高的過程中實(shí)際上伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，接下來，讓我們從能量的角度來分析一下這個(gè)過程中的能量是怎么轉(zhuǎn)化的。在外電路中，靜電力做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，在內(nèi)電路中非靜電力做功，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能， ，但是由于靜電力的存在

5、，還是有一部分的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。那么這些能量之間具體是怎么轉(zhuǎn)化的呢？首先，在外電路中，靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，在內(nèi)電路中，非靜電力做功將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，非靜電力做功是， W 非=EIt那么在電池內(nèi)部靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，主要是什么能？學(xué)生思考：主要是電池上的發(fā)熱，所以是內(nèi)能。師：很好，那產(chǎn)生的內(nèi)能是多少，怎么表示？生：根據(jù)焦耳定律，內(nèi)能的表達(dá)式Q=I 2rt既然我們已經(jīng)知道了能量的具體數(shù)值，那么各部分能量之間是什么樣的關(guān)系？根據(jù)能量守恒定律， 非靜電力做功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。所以W 非=W+Q2即： EIt = U I t + I

6、rtU 表示外電壓，用U 外 表示I r 實(shí)際上是電池內(nèi)部分得的內(nèi)電壓，用U 內(nèi) 表示，所以學(xué)習(xí)必備歡迎下載E=U外+U內(nèi)從這個(gè)式子上我們可以得出， 電源的電動(dòng)勢應(yīng)該等于內(nèi)外電路電勢降落之和為了讓大家更容易理解， 我們特意把整個(gè)閉合電路簡化成這樣一個(gè)模型， AB 代表外電路， BCDA 代表內(nèi)電路，在外電路電勢降低，在內(nèi)電路中，在電池的兩端電勢升高，在中間電勢還有一部分降低。 但整個(gè)過程， 升高的等于降低的。剛剛我們講的是一個(gè)一般電路， 大家想，如果這是一個(gè)純電阻電路的話， 各部分能量又該怎么表示？比如以這樣一個(gè)電路來講，RIErS在外電路中，電源的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，經(jīng)過一段時(shí)間t ，電阻R

7、 會(huì)發(fā)熱，產(chǎn)生內(nèi)能，產(chǎn)生的內(nèi)能為：Q 外 =I 2Rt同樣，內(nèi)電路中也產(chǎn)生了一部分內(nèi)能，產(chǎn)生的內(nèi)能為：Q 內(nèi) =I 2rt而在電源內(nèi)部， 非靜電力做功， 將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，非靜電力做功為：W = Eq =EIt根據(jù)能量守恒定律， 非靜電力做的功數(shù)值上等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。即： W=Q外 +Q內(nèi)EIt = I 2Rt + I 2rt整理后得到：E = IR + Ir將它變形一下就得到了 閉合電路中電流的表達(dá)式：I = E/ （ R+r ）可見，閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟內(nèi)外電路的電阻之和成反比.這個(gè)表達(dá)式跟我們前面講到的歐姆定律的表達(dá)式很相似 ,通過導(dǎo)

8、體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。 I = U/R ，它分析的是導(dǎo)體兩端，只是閉合電路中的一部分， 我們也把它叫做部分電路的歐姆定律， 所以對于閉合電路中的電流與電動(dòng)勢以及內(nèi)外電路中電阻的這個(gè)關(guān)系， 我們就把它叫做 閉合電路的歐姆定律。學(xué)習(xí)必備歡迎下載學(xué)到這里，大家能不能解釋一下， 我們剛剛做的實(shí)驗(yàn)中為什么電壓表的示數(shù)會(huì)變?。?（因?yàn)楫?dāng)電路斷開時(shí)，直接接電壓表，測得是電源的電動(dòng)勢，當(dāng)接通電路以后電路中形成電流， 電壓表測得就是外電壓了， 我們也把它叫做路端電壓，這時(shí)，由于電源上的內(nèi)阻要分得一部分電壓，所以路端電壓會(huì)變小。 ）接下來我們做道例題來鞏固一下：練習(xí) 1、 如圖所示電

9、路，電源電動(dòng)勢為 1.5V ，內(nèi)阻為 0.1 ，外電路的電阻為 1.4 ，求電路中的電流和路端電壓。解：由閉合電路歐姆定律得：I = E/（R+r）= 1.5/(1.4+0.1)R= 1 A路端電壓為： U = IR = 1.4 VErS接下來，大家再來看這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)， 當(dāng)我滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器時(shí)， 改變了電路中的電阻，路端電壓是怎么變的？通過觀察，請學(xué)生回答：電阻變大，路端電壓變大，電阻變小，路端電壓變小。那么路端電壓與外電路中的負(fù)載之間到底是什么樣的具體關(guān)系呢？根據(jù)前面的學(xué)習(xí)， U = E I r而I = E/ （ R+r ）所以當(dāng) R 增大時(shí)， I 減小，根據(jù)U = E I r 路端電壓增大，

10、當(dāng)R= ，I=0，路端電壓 U=E當(dāng) R 減小時(shí)， I 增大，根據(jù) U = E I r 路端電壓減小。當(dāng) R = 0， I=E/r ，路端電壓 U = 0但是我們說呀， 利用電壓表直接測電源電動(dòng)勢， 這個(gè)始終是一個(gè)大概的測量， 大家思考這樣一個(gè)問題，如果一節(jié)電池用久了以后，電動(dòng)勢和內(nèi)阻都會(huì)發(fā)生變化，那么利用什么方法可以比較準(zhǔn)確的測量出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻呢？學(xué)生思考，教師輔導(dǎo)并展示學(xué)生的各種方法。最后總結(jié)出利用實(shí)驗(yàn)， 描點(diǎn)畫圖，根據(jù) U = E I r得 AR出電動(dòng)勢和內(nèi)阻。VSEr最后大家?guī)臀覍懗雎范穗妷号c電流的關(guān)系式，并畫出 U-I 圖像，看一看，通過這個(gè)圖像中，你能獲到哪些信息？是一條傾斜的直線U/VEU =E- Ir學(xué)習(xí)必備歡迎下載通過圖像我們可以得到： 縱坐標(biāo)截距表示電路斷路時(shí)的路端電壓U = E利用這種方法來測量電源的電動(dòng)勢。 橫坐標(biāo)截距表示電路短路時(shí)的電流IoE/r由于這種情況下，電源的內(nèi)阻比較小，所以電路中的電流非常大，很容易把電源燒壞，引起火災(zāi)，所以絕不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連起來。 該直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻 r = U / I 電源內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。接下來我們來看一道例題例題：如圖所示，R1=14 ，R2 = 9。當(dāng)開關(guān)處于位置 1 時(shí)，電流表讀數(shù) I1=0.2A，當(dāng)開關(guān)處